（文/李沛）2023年9月26-27日，“2023汽车半导体生态峰会暨全球汽车电子博览会”在深圳会展中心隆重举行。本次会议以“链启芯程 智造未来”为主题，由广东省工业和信息化厅、深圳市工业和信息化局和中国能源汽车传播集团指导，《中国汽车报》社主办，爱集微承办。
在26日举行的全球汽车电子分析师大会上，参会嘉宾围绕技术与市场多维度话题进行了深入的分享和交流。
派恩杰半导体（杭州）有限公司营销事业部销售总监马海川
作为广受瞩目的中国第三代半导体功率器件领先品牌，派恩杰半导体（杭州）有限公司营销事业部销售总监马海川带来了题为《如何提高碳化硅器件利用率以满足车规需求》的演讲。
演讲中，马海川以今年3月投资者日活动上特斯拉宣布将减少75%碳化硅用量为引子，从专业视角剖析了特斯拉此举的影响与实现路径。他指出，特斯拉2030年计划每年销售2000万辆电动汽车，按照现有方案，特斯拉将需要300万-400万片碳化硅晶圆的年产能，即便特斯拉减少75%的碳化硅使用率，仍需要75万-100万片碳化硅晶圆的年产能。而在供给侧，马海川预计，届时碳化硅晶圆供应量将增长至400万片/年。
对于特斯拉究竟如何减少75%碳化硅用量，目前市场上也有多种猜测，在马海川看来，软开关方案或直接提高直流母线电压至800V，都会在系统设计上付出较高代价，故而器件结构与电路设计创新是其中可能性较大的路径，例如采用沟槽栅（Trench）结构的碳化硅MOSFET可有效缩小元胞尺寸，再如Hybrid Switch即碳化硅MOSFET与硅IGBT并联方案，可综合两大类器件在开关损耗、导通特性上各自具有的优势特性，减少碳化硅器件用量，在解决IGBT高开关损耗的前提下，有明显的成本优势。
不过新技术的落地应用，仍然面临诸多挑战。
马海川分析，Hybrid Switch的难点包括两套驱动电路与严格的时序控制、SiC MOSFET的脉冲电流运行、寄生电感导致的震荡、异质晶片的封装问题等。在电路设计上，可考虑根据不同负载大小区分工作区间及驱动策略，在轻载区间，只有SiC MOSFET投入运行，而在中载区间，SiC MOSFET与Si IGBT联合运行，重载状态下，额外的负载电流将仅流过Si IGBT，SiC MOSFET电流不再增加。
至于碳化硅MOSFET器件结构创新，马海川回顾了当下从平面栅向沟槽栅乃至分栅（Split-Gate）的创新探索，指出沟槽栅替换平面栅并不是一个简单的命题，沟槽栅在高温运行时的芯片面积利用率与平面栅相比并不具备优势，而高温特性恰是碳化硅优势所在。
从这一分析切入，马海川进一步总结提出了功率器件领域的尺寸微缩规律。他引用一代功率器件宗师Alex Huang提出的品质因数公式（HDFM），指出硅MOSFET的全部历史可以被视为通过元胞间距（cell pitch）微缩不断改善导通电阻与米勒电容特性，进而实现HDFM优化，这一规律也可被用来指导未来的碳化硅MOSFET器件设计创新。
随后，马海川展示了派恩杰半导体代表性碳化硅平面栅产品与主要竞品参数对比，充分显示出基于明确清晰的理论指导，该公司平面栅芯片性能已可与国际领先的碳化硅芯片比肩，高温工况下导通损耗尤其具有优势，可靠性试验中参数漂移同样表现稳健。
派恩杰半导体对碳化硅器件设计理论的深度洞察，源于其创始人黄兴博士的独特经历。根据公开信息，黄兴博士毕业于美国北卡州立大学，师从IGBT发明人Jayant Baliga教授和ETO晶闸管发明人Alex Huang教授，有十余年碳化硅与氮化镓功率器件设计经验，在美工作期间，黄兴博士发布了20余款碳化硅和氮化镓量产产品且发表过10余篇科技论文，拥有20余项发明专利，在第三代功率半导体学术与产业界均卓有建树。
派恩杰半导体成立于2018年9月，在黄兴博士带领下，已经快速发展为中国第三代半导体功率器件领先品牌，主营碳化硅MOSFET、碳化硅SBD和氮化镓HEMT等功率器件产品。公司拥有国内最全碳化硅功率器件产品目录，碳化硅MOSFET与碳化硅SBD产品覆盖各个电压等级与载流能力，并且均通过AEC-Q101车规级测试认证。可以满足客户的各种应用场景，为客户提供稳定可靠的车规级碳化硅功率器件产品。
除了主旨演讲等活动，派恩杰半导体还在博览会会场布置了展位，全面展示了其拥有的深厚技术底蕴和全产业链优势，目前，派恩杰半导体在650V、1200V、1700V三个电压平台已发布100余款不同型号的碳化硅二极管、碳化硅MOSFET、碳化硅功率模块和GaN HEMT产品，量产产品已在电动汽车、IT设备电源、光伏逆变器、储能系统、工业应用等领域广泛使用，为各个应用领域头部客户持续稳定供货，且产品质量与供应能力得到客户的广泛认可。
在展位现场，派恩杰半导体重点推介了两款碳化硅功率器件产品，其中，PAAC12400CM是派恩杰半导体针对电动汽车电驱系统推出的一款1200V，400A，HPD封装的三相全桥碳化硅功率模组。PAAC12400CM可以直接替换硅基IGBT功率模组，同时大幅降低开关损耗和导通损耗，因此可以显著提高电驱系统的轻载效率与电动汽车的续航里程。同时，该产品采用PinFin基板，具有优异的散热性能，可以极大地简化电驱系统的机械设计。派恩杰HPD模块是专门为800V电机驱动系统开发，满足车规级应用要求。
P3M12040K4，则是派恩杰半导体面向光伏/储能逆变器、充电模块、车载OBC等主流应用推出的1200V 40mΩ碳化硅MOSFET，器件采用TO247-4L封装，独立的开尔文源极引脚可以大大降低开关损耗。Cgd/Cgs也进行了优化设计，使其具有更强的抗干扰能力。P3M12040K4采用成熟可靠的新一代平面栅工艺，产品性能国际领先，符合AEC-Q101测试标准。该产品自成功开发以来，受到市场的广泛认可，在各个应用领域均有大量应用，并且在2022年成功打入海外市场，为世界顶尖的充电桩企业大批量供货。
